Python 3 入門,看這篇就夠了
簡介
Python 是一種高層次的結合瞭解釋性、編譯性、互動性和麵向物件的指令碼語言。Python 由 Guido van Rossum 於 1989 年底在荷蘭國家數學和電腦科學研究所發明,第一個公開發行版發行於 1991 年。
特點
-
易於學習:Python 有相對較少的關鍵字,結構簡單,和一個明確定義的語法,學習起來更加簡單。
-
易於閱讀:Python 程式碼定義的更清晰。
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易於維護:Python 的成功在於它的原始碼是相當容易維護的。
-
一個廣泛的標準庫:Python 的最大的優勢之一是豐富的庫,跨平臺的,在 UNIX,Windows 和 macOS 相容很好。
-
互動模式:互動模式的支援,您可以從終端輸入執行程式碼並獲得結果的語言,互動的測試和除錯程式碼片斷。
-
可移植:基於其開放原始碼的特性,Python 已經被移植(也就是使其工作)到許多平臺。
-
可擴充套件:如果你需要一段執行很快的關鍵程式碼,或者是想要編寫一些不願開放的演算法,你可以使用 C 或 C++ 完成那部分程式,然後從你的 Python 程式中呼叫。
-
資料庫:Python 提供所有主要的商業資料庫的介面。
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GUI 程式設計:Python 支援 GUI 可以建立和移植到許多系統呼叫。
-
可嵌入:你可以將 Python 嵌入到 C/C++ 程式,讓你的程式的使用者獲得”指令碼化”的能力。
-
面向物件:Python 是強面向物件的語言,程式中任何內容統稱為物件,包括數字、字串、函式等。
基礎語法
執行 Python
互動式直譯器
在命令列視窗執行python
後,進入 Python 的互動式直譯器。exit()
或 Ctrl + D
組合鍵退出互動式直譯器。
命令列指令碼
在命令列視窗執行python script-file.py
,以執行 Python 指令碼檔案。
指定直譯器
如果在 Python 指令碼檔案首行輸入#!/usr/bin/env python
,那麼可以在命令列視窗中執行/path/to/script-file.py
以執行該指令碼檔案。
注:該方法不支援 Windows 環境。
編碼
預設情況下,3.x 原始碼檔案都是 UTF-8 編碼,字串都是 Unicode 字元。也可以手動指定檔案編碼:
# -*- coding: utf-8 -*-
或者
# encoding: utf-8
注意: 該行標註必須位於檔案第一行
識別符號
-
第一個字元必須是英文字母或下劃線
_
。 -
識別符號的其他的部分由字母、數字和下劃線組成。
-
識別符號對大小寫敏感。
注:從 3.x 開始,非 ASCII 識別符號也是允許的,但不建議。
保留字
保留字即關鍵字,我們不能把它們用作任何識別符號名稱。Python 的標準庫提供了一個 keyword 模組,可以輸出當前版本的所有關鍵字:
>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']
註釋
單行註釋採用#
,多行註釋採用'''
或"""
。
# 這是單行註釋
'''
這是多行註釋
這是多行註釋
'''
"""
這也是多行註釋
這也是多行註釋
"""
行與縮排
Python 最具特色的就是使用縮排來表示程式碼塊,不需要使用大括號 {}
。 縮排的空格數是可變的,但是同一個程式碼塊的語句必須包含相同的縮排空格數。縮排不一致,會導致執行錯誤。
多行語句
Python 通常是一行寫完一條語句,但如果語句很長,我們可以使用反斜槓\
來實現多行語句。
total = item_one + \
item_two + \
item_three
在 []
, {}
, 或 ()
中的多行語句,不需要使用反斜槓\
。
空行
函式之間或類的方法之間用空行分隔,表示一段新的程式碼的開始。類和函式入口之間也用一行空行分隔,以突出函式入口的開始。
空行與程式碼縮排不同,空行並不是 Python 語法的一部分。書寫時不插入空行,Python 直譯器執行也不會出錯。但是空行的作用在於分隔兩段不同功能或含義的程式碼,便於日後程式碼的維護或重構。
記住:空行也是程式程式碼的一部分。
等待使用者輸入
input
函式可以實現等待並接收命令列中的使用者輸入。
content = input("\n\n請輸入點東西並按 Enter 鍵\n")
print(content)
同一行寫多條語句
Python 可以在同一行中使用多條語句,語句之間使用分號;
分割。
import sys; x = 'hello world'; sys.stdout.write(x + '\n')
多個語句構成程式碼組
縮排相同的一組語句構成一個程式碼塊,我們稱之程式碼組。
像if
、while
、def
和class
這樣的複合語句,首行以關鍵字開始,以冒號:
結束,該行之後的一行或多行程式碼構成程式碼組。
我們將首行及後面的程式碼組稱為一個子句(clause)。
print 輸出
print 預設輸出是換行的,如果要實現不換行需要在變數末尾加上end=""
或別的非換行符字串:
print('123') # 預設換行
print('123', end = "") # 不換行
import 與 from…import
在 Python 用 import
或者 from...import
來匯入相應的模組。
將整個模組匯入,格式為:import module_name
從某個模組中匯入某個函式,格式為:from module_name import func1
從某個模組中匯入多個函式,格式為:from module_name import func1, func2, func3
將某個模組中的全部函式匯入,格式為:from module_name import *
運算子
算術運算子
運算子 | 描述 |
---|---|
+ | 加 |
- | 減 |
* | 乘 |
/ | 除 |
% | 取模 |
** | 冪 |
// | 取整除 |
比較運算子
運算子 | 描述 |
---|---|
== | 等於 |
!= | 不等於 |
> | 大於 |
< | 小於 |
>= | 大於等於 |
<= | 小於等於 |
賦值運算子
運算子 | 描述 |
---|---|
= | 簡單的賦值運算子 |
+= | 加法賦值運算子 |
-= | 減法賦值運算子 |
*= | 乘法賦值運算子 |
/= | 除法賦值運算子 |
%= | 取模賦值運算子 |
**= | 冪賦值運算子 |
//= | 取整除賦值運算子 |
位運算子
邏輯運算子
成員運算子
身份運算子
運算子優先順序
具有相同優先順序的運算子將從左至右的方式依次進行。用小括號()
可以改變運算順序。
變數
變數在使用前必須先”定義”(即賦予變數一個值),否則會報錯:
>>> name
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'name' is not defined
資料型別
布林(bool)
只有 True
和 False
兩個值,表示真或假。
數字(number)
整型(int)
整數值,可正數亦可複數,無小數。 3.x 整型是沒有限制大小的,可以當作 Long 型別使用,所以 3.x 沒有 2.x 的 Long 型別。
浮點型(float)
浮點型由整數部分與小數部分組成,浮點型也可以使用科學計數法表示(2.5e2 = 2.5 x 10^2 = 250)
複數(complex)
複數由實數部分和虛數部分構成,可以用a + bj
,或者complex(a,b)
表示,複數的實部 a 和虛部 b 都是浮點型。
數字運算
-
不同型別的數字混合運算時會將整數轉換為浮點數
-
在不同的機器上浮點運算的結果可能會不一樣
-
在整數除法中,除法
/
總是返回一個浮點數,如果只想得到整數的結果,丟棄可能的分數部分,可以使用運算子//
。 -
//
得到的並不一定是整數型別的數,它與分母分子的資料型別有關係 -
在互動模式中,最後被輸出的表示式結果被賦值給變數
_
,_
是個只讀變數
數學函式
注:以下函式的使用,需先匯入 math 包。
隨機數函式
注:以下函式的使用,需先匯入 random 包。
三角函式
注:以下函式的使用,需先匯入 math 包。
數學常量
字串(string)
-
單引號和雙引號使用完全相同
-
使用三引號(
'''
或"""
)可以指定一個多行字串 -
轉義符(反斜槓
\
)可以用來轉義,使用r
可以讓反斜槓不發生轉義,如r"this is a line with \n"
,則\n
會顯示,並不是換行 -
按字面意義級聯字串,如
"this " "is " "string"
會被自動轉換為this is string
-
字串可以用
+
運算子連線在一起,用*
運算子重複 -
字串有兩種索引方式,從左往右以 0 開始,從右往左以 -1 開始
-
字串不能改變
-
沒有單獨的字元型別,一個字元就是長度為 1 的字串
-
字串的擷取的語法格式如下:
變數[頭下標:尾下標]
轉義字元
字串運算子
字串格式化
在 Python 中,字串格式化不是 sprintf 函式,而是用 %
符號。例如:
print("我叫%s, 今年 %d 歲!" % ('小明', 10))
// 輸出:
我叫小明, 今年 10 歲!
格式化符號:
輔助指令:
Python 2.6 開始,新增了一種格式化字串的函式 str.format()
,它增強了字串格式化的功能。
多行字串
-
用三引號(
'''
或"""
)包裹字串內容 -
多行字串內容支援轉義符,用法與單雙引號一樣
-
三引號包裹的內容,有變數接收或操作即字串,否則就是多行註釋
例項:
string = '''
print(\tmath.fabs(-10))
print(\nrandom.choice(li))
'''
print(string)
輸出:
print( math.fabs(-10))
print(
random.choice(li))
Unicode
在 2.x 中,普通字串是以 8 位 ASCII 碼進行儲存的,而 Unicode 字串則儲存為 16 位 Unicode 字串,這樣能夠表示更多的字符集。使用的語法是在字串前面加上字首 u
。
在 3.x 中,所有的字串都是 Unicode 字串。
字串函式
位元組(bytes)
在 3.x 中,字串和二進位制資料完全區分開。文字總是 Unicode,由 str 型別表示,二進位制資料則由 bytes 型別表示。Python 3 不會以任意隱式的方式混用 str 和 bytes,你不能拼接字串和位元組流,也無法在位元組流裡搜尋字串(反之亦然),也不能將字串傳入引數為位元組流的函式(反之亦然)。
-
bytes 型別與 str 型別,二者的方法僅有 encode() 和 decode() 不同。
-
bytes 型別資料需在常規的 str 型別前加個
b
以示區分,例如b'abc'
。 -
只有在需要將 str 編碼(encode)成 bytes 的時候,比如:通過網路傳輸資料;或者需要將 bytes 解碼(decode)成 str 的時候,我們才會關注 str 和 bytes 的區別。
bytes 轉 str:
b'abc'.decode()
str(b'abc')
str(b'abc', encoding='utf-8')
str 轉 bytes:
'中國'.encode()
bytes('中國', encoding='utf-8')
列表(list)
-
列表是一種無序的、可重複的資料序列,可以隨時新增、刪除其中的元素。
-
列表頁的每個元素都分配一個數字索引,從 0 開始
-
列表使用方括號建立,使用逗號分隔元素
-
列表元素值可以是任意型別,包括變數
-
使用方括號對列表進行元素訪問、切片、修改、刪除等操作,開閉合區間為
[)
形式 -
列表的元素訪問可以巢狀
-
方括號內可以是任意表達式
建立列表
hello = (1, 2, 3)
li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]
訪問元素
li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3)]
print(li[3]) # (1, 3)
print(li[-2]) # [3, 'a']
切片訪問
格式: list_name[begin:end:step]
begin 表示起始位置(預設為0),end 表示結束位置(預設為最後一個元素),step 表示步長(預設為1)
hello = (1, 2, 3)
li = [1, "2", [3, 'a'], (1, 3), hello]
print(li) # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]
print(li[1:2]) # ['2']
print(li[:2]) # [1, '2']
print(li[:]) # [1, '2', [3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]
print(li[2:]) # [[3, 'a'], (1, 3), (1, 2, 3)]
print(li[1:-1:2]) # ['2', (1, 3)]
訪問內嵌 list 的元素:
li = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ['a', 'b', 'c']]
print(li[1:-1:2][1:3]) # (3, 5)
print(li[-1][1:3]) # ['b', 'c']
print(li[-1][1]) # b
修改列表
通過使用方括號,可以非常靈活的對列表的元素進行修改、替換、刪除等操作。
li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
li[len(li) - 2] = 22 # 修改 [0, 1, 2, 22, 4, 5]
li[3] = 33 # 修改 [0, 1, 2, 33, 4, 5]
li[1:-1] = [9, 9] # 替換 [0, 9, 9, 5]
li[1:-1] = [] # 刪除 [0, 5]
刪除元素
可以用 del 語句來刪除列表的指定範圍的元素。
li = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
del li[3] # [0, 1, 2, 4, 5]
del li[2:-1] # [0, 1, 5]
列表操作符
-
+
用於合併列表 -
*
用於重複列表元素 -
in
用於判斷元素是否存在於列表中 -
for ... in ...
用於遍歷列表元素
[1, 2, 3] + [3, 4, 5] # [1, 2, 3, 3, 4, 5]
[1, 2, 3] * 2 # [1, 2, 3, 1, 2, 3]
3 in [1, 2, 3] # True
for x in [1, 2, 3]: print(x) # 1 2 3
列表函式
-
len(list)
列表元素個數 -
max(list)
列表元素中的最大值 -
min(list)
列表元素中的最小值 -
list(seq)
將元組轉換為列表
li = [0, 1, 5]
max(li) # 5
len(li) # 3
注: 對列表使用 max/min 函式,2.x 中對元素值型別無要求,3.x 則要求元素值型別必須一致。
列表方法
-
list.append(obj)
在列表末尾新增新的物件
-
list.count(obj)
返回元素在列表中出現的次數
-
list.extend(seq)
在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值
-
list.index(obj)
返回查詢物件的索引位置,如果沒有找到物件則丟擲異常
-
list.insert(index, obj)
將指定物件插入列表的指定位置
-
list.pop([index=-1]])
移除列表中的一個元素(預設最後一個元素),並且返回該元素的值
-
list.remove(obj)
移除列表中某個值的第一個匹配項
-
list.reverse()
反向排序列表的元素
-
list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)
對原列表進行排序,如果指定引數,則使用比較函式指定的比較函式
-
list.clear()
清空列表 還可以使用
del list[:]
、li = []
等方式實現 -
list.copy()
複製列表 預設使用等號賦值給另一個變數,實際上是引用列表變數。如果要實現
列表推導式
列表推導式提供了從序列建立列表的簡單途徑。通常應用程式將一些操作應用於某個序列的每個元素,用其獲得的結果作為生成新列表的元素,或者根據確定的判定條件建立子序列。
每個列表推導式都在 for 之後跟一個表示式,然後有零到多個 for 或 if 子句。返回結果是一個根據表達從其後的 for 和 if 上下文環境中生成出來的列表。如果希望表示式推匯出一個元組,就必須使用括號。
將列表中每個數值乘三,獲得一個新的列表:
vec = [2, 4, 6]
[(x, x**2) for x in vec]
# [(2, 4), (4, 16), (6, 36)]
對序列裡每一個元素逐個呼叫某方法:
freshfruit = [' banana', ' loganberry ', 'passion fruit ']
[weapon.strip() for weapon in freshfruit]
# ['banana', 'loganberry', 'passion fruit']
用 if 子句作為過濾器:
vec = [2, 4, 6]
[3*x for x in vec if x > 3]
# [12, 18]
vec1 = [2, 4, 6]
vec2 = [4, 3, -9]
[x*y for x in vec1 for y in vec2]
# [8, 6, -18, 16, 12, -36, 24, 18, -54]
[vec1[i]*vec2[i] for i in range(len(vec1))]
# [8, 12, -54]
列表巢狀解析:
matrix = [
[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9],
]
new_matrix = [[row[i] for row in matrix] for i in range(len(matrix[0]))]
print(new_matrix)
# [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]
元組(tuple)
-
元組與列表類似,不同之處在於元組的元素不能修改
-
元組使用小括號,列表使用方括號
-
元組建立很簡單,只需要在括號中新增元素,並使用逗號隔開即可
-
沒有 append(),insert() 這樣進行修改的方法,其他方法都與列表一樣
-
字典中的鍵必須是唯一的同時不可變的,值則沒有限制
-
元組中只包含一個元素時,需要在元素後面新增逗號,否則括號會被當作運算子使用
訪問元組
訪問元組的方式與列表是一致的。 元組的元素可以直接賦值給多個變數,但變數數必須與元素數量一致。
a, b, c = (1, 2, 3)
print(a, b, c)
組合元組
元組中的元素值是不允許修改的,但我們可以對元組進行連線組合
tup1 = (12, 34.56);
tup2 = ('abc', 'xyz')
tup3 = tup1 + tup2;
print (tup3)
# (12, 34.56, 'abc', 'xyz')
刪除元組
元組中的元素值是不允許刪除的,但我們可以使用 del 語句來刪除整個元組
元組函式
-
len(tuple)
元組元素個數 -
max(tuple)
元組元素中的最大值 -
min(tuple)
元組元素中的最小值 -
tuple(tuple)
將列表轉換為元組
元組推導式
t = 1, 2, 3
print(t)
# (1, 2, 3)
u = t, (3, 4, 5)
print(u)
# ((1, 2, 3), (3, 4, 5))
字典(dict)
-
字典是另一種可變容器模型,可儲存任意型別物件
-
字典的每個鍵值(key=>value)對用冒號(:)分割,每個對之間用逗號(,)分割,整個字典包括在花括號({})中
-
鍵必須是唯一的,但值則不必
-
值可以是任意資料型別
-
鍵必須是不可變的,例如:數字、字串、元組可以,但列表就不行
-
如果用字典裡沒有的鍵訪問資料,會報錯
-
字典的元素沒有順序,不能通過下標引用元素,通過鍵來引用
-
字典內部存放的順序和 key 放入的順序是沒有關係的
格式如下:
d = {key1 : value1, key2 : value2 }
訪問字典
dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}
print(dis['b'][2])
修改字典
dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}}
dis[9]['name'] = 999
print(dis)
# {'a': 1, 9: {'name': 999}, 'b': [1, 2, 3]}
刪除字典
用 del 語句刪除字典或字典的元素。
dis = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3], 9: {'name': 'hello'}}
del dis[9]['name']
print(dis)
del dis # 刪除字典
# {'a': 1, 9: {}, 'b': [1, 2, 3]}
字典函式
-
len(dict)
計算字典元素個數,即鍵的總數 -
str(dict)
輸出字典,以可列印的字串表示 -
type(variable)
返回輸入的變數型別,如果變數是字典就返回字典型別 -
key in dict
判斷鍵是否存在於字典中
字典方法
dic1 = {'a': 'a'}
dic2 = {9: 9, 'a': 'b'}
dic1.update(dic2)
print(dic1)
# {'a': 'b', 9: 9}
-
dict.clear()
刪除字典內所有元素
-
dict.copy()
返回一個字典的淺複製
-
dict.fromkeys(seq[, value])
建立一個新字典,以序列 seq 中元素做字典的鍵,value 為字典所有鍵對應的初始值
-
dict.get(key, default=None)
返回指定鍵的值,如果值不在字典中返回預設值
-
dict.items()
以列表形式返回可遍歷的(鍵, 值)元組陣列
-
dict.keys()
以列表返回一個字典所有的鍵
-
dict.values()
以列表返回字典中的所有值
-
dict.setdefault(key, default=None)
如果 key 在字典中,返回對應的值。如果不在字典中,則插入 key 及設定的預設值 default,並返回 default ,default 預設值為 None。
-
dict.update(dict2)
把字典引數 dict2 的鍵/值對更新到字典 dict 裡
-
dict.pop(key[,default])
刪除字典給定鍵 key 所對應的值,返回值為被刪除的值。key 值必須給出,否則返回 default 值。
-
dict.popitem()
隨機返回並刪除字典中的一對鍵和值(一般刪除末尾對)
字典推導式
建構函式 dict() 直接從鍵值對元組列表中構建字典。如果有固定的模式,列表推導式指定特定的鍵值對:
>>> dict([('sape', 4139), ('guido', 4127), ('jack', 4098)])
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
此外,字典推導可以用來建立任意鍵和值的表示式詞典:
>>> {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}
如果關鍵字只是簡單的字串,使用關鍵字引數指定鍵值對有時候更方便:
>>> dict(sape=4139, guido=4127, jack=4098)
{'sape': 4139, 'jack': 4098, 'guido': 4127}
集合(set)
集合是一個無序不重複元素的序列
建立集合
-
可以使用大括號
{}
或者set()
函式建立集合 -
建立一個空集合必須用
set()
而不是{}
,因為{}
是用來建立一個空字典 -
set(value)
方式建立集合,value 可以是字串、列表、元組、字典等序列型別 -
建立、新增、修改等操作,集合會自動去重
{1, 2, 1, 3} # {} {1, 2, 3}
set('12345') # 字串 {'3', '5', '4', '2', '1'}
set([1, 'a', 23.4]) # 列表 {1, 'a', 23.4}
set((1, 'a', 23.4)) # 元組 {1, 'a', 23.4}
set({1:1, 'b': 9}) # 字典 {1, 'b'}
新增元素
將元素 val 新增到集合 set 中,如果元素已存在,則不進行任何操作:
set.add(val)
也可以用 update 方法批量新增元素,引數可以是列表,元組,字典等:
set.update(list1, list2,...)
移除元素
如果存在元素 val 則移除,不存在就報錯:
set.remove(val)
如果存在元素 val 則移除,不存在也不會報錯:
set.discard(val)
隨機移除一個元素:
set.pop()
元素個數
與其他序列一樣,可以用 len(set)
獲取集合的元素個數。
清空集合
set.clear()
set = set()
判斷元素是否存在
val in set
其他方法
-
set.copy()
複製集合
-
set.difference(set2)
求差集,在 set 中卻不在 set2 中
-
set.intersection(set2)
求交集,同時存在於 set 和 set2 中
-
set.union(set2)
求並集,所有 set 和 set2 的元素
-
set.symmetric_difference(set2)
求對稱差集,不同時出現在兩個集合中的元素
-
set.isdisjoint(set2)
如果兩個集合沒有相同的元素,返回 True
-
set.issubset(set2)
如果 set 是 set2 的一個子集,返回 True
-
set.issuperset(set2)
如果 set 是 set2 的一個超集,返回 True
集合計算
a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a) # a 中唯一的字母
# {'a', 'r', 'b', 'c', 'd'}
print(a - b) # 在 a 中的字母,但不在 b 中
# {'r', 'd', 'b'}
print(a | b) # 在 a 或 b 中的字母
# {'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
print(a & b) # 在 a 和 b 中都有的字母
# {'a', 'c'}
print(a ^ b) # 在 a 或 b 中的字母,但不同時在 a 和 b 中
# {'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'}
集合推導式
a = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
print(a)
# {'d', 'r'}
流程控制
if 控制
if 表示式1:
語句
if 表示式2:
語句
elif 表示式3:
語句
else:
語句
elif 表示式4:
語句
else:
語句
1、每個條件後面要使用冒號 :
,表示接下來是滿足條件後要執行的語句塊。 2、使用縮排來劃分語句塊,相同縮排數的語句在一起組成一個語句塊。 3、在 Python 中沒有 switch - case 語句。
三元運算子:
<表示式1> if <條件> else <表示式2>
編寫條件語句時,應該儘量避免使用巢狀語句。巢狀語句不便於閱讀,而且可能會忽略一些可能性。
for 遍歷
for <迴圈變數> in <迴圈物件>:
<語句1>
else:
<語句2>
else 語句中的語句2只有迴圈正常退出(遍歷完所有遍歷物件中的值)時執行。
在字典中遍歷時,關鍵字和對應的值可以使用 items()
方法同時解讀出來:
knights = {'gallahad': 'the pure', 'robin': 'the brave'}
for k, v in knights.items():
print(k, v)
在序列中遍歷時,索引位置和對應值可以使用 enumerate()
函式同時得到:
for i, v in enumerate(['tic', 'tac', 'toe']):
print(i, v)
同時遍歷兩個或更多的序列,可以使用 zip()
組合:
questions = ['name', 'quest', 'favorite color']
answers = ['lancelot', 'the holy grail', 'blue']
for q, a in zip(questions, answers):
print('What is your {0}? It is {1}.'.format(q, a))
要反向遍歷一個序列,首先指定這個序列,然後呼叫 reversed()
函式:
for i in reversed(range(1, 10, 2)):
print(i)
要按順序遍歷一個序列,使用 sorted()
函式返回一個已排序的序列,並不修改原值:
basket = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
for f in sorted(set(basket)):
print(f)
while 迴圈
while<條件>:
<語句1>
else:
<語句2>
break、continue、pass
break 語句用在 while 和 for 迴圈中,break 語句用來終止迴圈語句,即迴圈條件沒有 False 條件或者序列還沒被完全遞迴完,也會停止執行迴圈語句。 continue 語句用在 while 和 for 迴圈中,continue 語句用來告訴 Python 跳過當前迴圈的剩餘語句,然後繼續進行下一輪迴圈。 continue 語句跳出本次迴圈,而 break 跳出整個迴圈。
pass 是空語句,是為了保持程式結構的完整性。pass 不做任何事情,一般用做佔位語句。
迭代器
-
迭代器是一個可以記住遍歷的位置的物件。
-
迭代器物件從集合的第一個元素開始訪問,直到所有的元素被訪問完結束。迭代器只能往前不會後退。
-
迭代器有兩個基本的方法:
iter()
和next()
。 -
字串,列表或元組物件都可用於建立迭代器。
迭代器可以被 for 迴圈進行遍歷:
li = [1, 2, 3]
it = iter(li)
for val in it:
print(val)
迭代器也可以用 next() 函式訪問下一個元素值:
import sys
li = [1,2,3,4]
it = iter(li)
while True:
try:
print (next(it))
except StopIteration:
sys.exit()
生成器
-
在 Python 中,使用了 yield 的函式被稱為生成器(generator)。
-
跟普通函式不同的是,生成器是一個返回迭代器的函式,只能用於迭代操作,更簡單點理解生成器就是一個迭代器。
-
在呼叫生成器執行的過程中,每次遇到 yield 時函式會暫停並儲存當前所有的執行資訊,返回 yield 的值, 並在下一次執行 next() 方法時從當前位置繼續執行。
-
呼叫一個生成器函式,返回的是一個迭代器物件。
import sys
def fibonacci(n): # 生成器函式 - 斐波那契
a, b, counter = 0, 1, 0
while True:
if (counter > n):
return
yield a
a, b = b, a + b
counter += 1
f = fibonacci(10) # f 是一個迭代器,由生成器返回生成
while True:
try:
print(next(f))
except StopIteration:
sys.exit()
函式
自定義函式
函式(Functions)是指可重複使用的程式片段。它們允許你為某個程式碼塊賦予名字,允許你通過這一特殊的名字在你的程式任何地方來執行程式碼塊,並可重複任何次數。這就是所謂的呼叫(Calling)函式。
-
函式程式碼塊以
def
關鍵詞開頭,後接函式識別符號名稱和圓括號()
。 -
任何傳入引數和自變數必須放在圓括號中間,圓括號之間可以用於定義引數。
-
函式的第一行語句可以選擇性地使用文件字串—用於存放函式說明。
-
函式內容以冒號起始,並且縮排。
-
return [表示式]
結束函式,選擇性地返回一個值給呼叫方。不帶表示式的 return 相當於返回 None。 -
return
可以返回多個值,此時返回的資料未元組型別。 -
定義引數時,帶預設值的引數必須在無預設值引數的後面。
def 函式名(引數列表):
函式體
引數傳遞
在 Python 中,型別屬於物件,變數是沒有型別的:
a = [1,2,3]
a = "Runoob"
以上程式碼中,[1,2,3] 是 List 型別,”Runoob” 是 String 型別,而變數 a 是沒有型別,她僅僅是一個物件的引用(一個指標),可以是指向 List 型別物件,也可以是指向 String 型別物件。
可更改與不可更改物件
在 Python 中,字串,數字和元組是不可更改的物件,而列表、字典等則是可以修改的物件。
-
不可變型別:變數賦值 a=5 後再賦值 a=10,這裡實際是新生成一個 int 值物件 10,再讓 a 指向它,而 5 被丟棄,不是改變a的值,相當於新生成了a。
-
可變型別:變數賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改,本身la沒有動,只是其內部的一部分值被修改了。
Python 函式的引數傳遞:
-
不可變型別:類似 c++ 的值傳遞,如 整數、字串、元組。如fun(a),傳遞的只是a的值,沒有影響a物件本身。比如在 fun(a)內部修改 a 的值,只是修改另一個複製的物件,不會影響 a 本身。
-
可變型別:類似 c++ 的引用傳遞,如 列表,字典。如 fun(la),則是將 la 真正的傳過去,修改後fun外部的la也會受影響
Python 中一切都是物件,嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞,我們應該說傳不可變物件和傳可變物件。
引數
必需引數
必需引數須以正確的順序傳入函式。呼叫時的數量必須和宣告時的一樣。
關鍵字引數
關鍵字引數和函式呼叫關係緊密,函式呼叫使用關鍵字引數來確定傳入的引數值。 使用關鍵字引數允許函式呼叫時引數的順序與宣告時不一致,因為 Python 直譯器能夠用引數名匹配引數值。
def print_info(name, age):
"列印任何傳入的字串"
print("名字: ", name)
print("年齡: ", age)
return
print_info(age=50, name="john")
預設引數
呼叫函式時,如果沒有傳遞引數,則會使用預設引數。
def print_info(name, age=35):
print ("名字: ", name)
print ("年齡: ", age)
return
print_info(age=50, name="john")
print("------------------------")
print_info(name="john")
不定長引數
-
加了星號
*
的引數會以元組的形式匯入,存放所有未命名的變數引數。 -
如果在函式呼叫時沒有指定引數,它就是一個空元組。我們也可以不向函式傳遞未命名的變數。
def print_info(arg1, *vartuple):
print("輸出: ")
print(arg1)
for var in vartuple:
print (var)
return
print_info(10)
print_info(70, 60, 50)
-
加了兩個星號
**
的引數會以字典的形式匯入。變數名為鍵,變數值為字典元素值。
def print_info(arg1, **vardict):
print("輸出: ")
print(arg1)
print(vardict)
print_info(1, a=2, b=3)
匿名函式
Python 使用 lambda 來建立匿名函式。
所謂匿名,意即不再使用 def
語句這樣標準的形式定義一個函式。
lambda 只是一個表示式,函式體比 def 簡單很多。 lambda 的主體是一個表示式,而不是一個程式碼塊。僅僅能在 lambda 表示式中封裝有限的邏輯進去。 lambda 函式擁有自己的名稱空間,且不能訪問自己引數列表之外或全域性名稱空間裡的引數。 雖然 lambda 函式看起來只能寫一行,卻不等同於 C 或 C++ 的行內函數,後者的目的是呼叫小函式時不佔用棧記憶體從而增加執行效率。
# 語法格式
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
變數作用域
-
L (Local) 區域性作用域
-
E (Enclosing) 閉包函式外的函式中
-
G (Global) 全域性作用域
-
B (Built-in) 內建作用域
以 L –> E –> G –> B 的規則查詢,即:在區域性找不到,便會去區域性外的區域性找(例如閉包),再找不到就會去全域性找,再者去內建中找。
Python 中只有模組(module),類(class)以及函式(def、lambda)才會引入新的作用域,其它的程式碼塊(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不會引入新的作用域的,也就是說這些語句內定義的變數,外部也可以訪問。
定義在函式內部的變數擁有一個區域性作用域,定義在函式外的擁有全域性作用域。
區域性變數只能在其被宣告的函式內部訪問,而全域性變數可以在整個程式範圍內訪問。呼叫函式時,所有在函式內宣告的變數名稱都將被加入到作用域中。
當內部作用域想修改外部作用域的變數時,就要用到global和nonlocal關鍵字。
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 關鍵字宣告
print(num)
num = 123
print(num)
fun1()
如果要修改巢狀作用域(enclosing 作用域,外層非全域性作用域)中的變數則需要 nonlocal 關鍵字。
def outer():
num = 10
def inner():
nonlocal num # nonlocal關鍵字宣告
num = 100
print(num)
inner()
print(num)
outer()
模組
編寫模組有很多種方法,其中最簡單的一種便是建立一個包含函式與變數、以 .py 為字尾的檔案。
另一種方法是使用撰寫 Python 直譯器本身的本地語言來編寫模組。舉例來說,你可以使用 C 語言來撰寫 Python 模組,並且在編譯後,你可以通過標準 Python 直譯器在你的 Python 程式碼中使用它們。
模組是一個包含所有你定義的函式和變數的檔案,其後綴名是.py
。模組可以被別的程式引入,以使用該模組中的函式等功能。這也是使用 Python 標準庫的方法。
當直譯器遇到 import 語句,如果模組在當前的搜尋路徑就會被匯入。
搜尋路徑是一個直譯器會先進行搜尋的所有目錄的列表。如想要匯入模組,需要把命令放在指令碼的頂端。
一個模組只會被匯入一次,這樣可以防止匯入模組被一遍又一遍地執行。
搜尋路徑被儲存在 sys 模組中的 path 變數。當前目錄指的是程式啟動的目錄。
匯入模組
匯入模組:
import module1[, module2[,... moduleN]]
從模組中匯入一個指定的部分到當前名稱空間中:
from modname import name1[, name2[, ... nameN]]
把一個模組的所有內容全都匯入到當前的名稱空間:
from modname import *
__name__ 屬性
每個模組都有一個 __name__
屬性,當其值是 '__main__'
時,表明該模組自身在執行,否則是被引入。
一個模組被另一個程式第一次引入時,其主程式將執行。如果我們想在模組被引入時,模組中的某一程式塊不執行,我們可以用 __name__
屬性來使該程式塊僅在該模組自身執行時執行。
if __name__ == '__main__':
print('程式自身在執行')
else:
print('我來自另一模組')
dir 函式
內建的函式 dir()
可以找到模組內定義的所有名稱。以一個字串列表的形式返回。
如果沒有給定引數,那麼 dir()
函式會羅列出當前定義的所有名稱。
在 Python 中萬物皆物件,int
、str
、float
、list
、tuple
等內建資料型別其實也是類,也可以用 dir(int)
檢視 int
包含的所有方法。也可以使用 help(int)
檢視 int
類的幫助資訊。
包
包是一種管理 Python 模組名稱空間的形式,採用”點模組名稱”。
比如一個模組的名稱是 A.B, 那麼他表示一個包 A中的子模組 B 。
就好像使用模組的時候,你不用擔心不同模組之間的全域性變數相互影響一樣,採用點模組名稱這種形式也不用擔心不同庫之間的模組重名的情況。
在匯入一個包的時候,Python 會根據 sys.path 中的目錄來尋找這個包中包含的子目錄。
目錄只有包含一個叫做 __init__.py
的檔案才會被認作是一個包,主要是為了避免一些濫俗的名字(比如叫做 string)不小心的影響搜尋路徑中的有效模組。
最簡單的情況,放一個空的 __init__.py
檔案就可以了。當然這個檔案中也可以包含一些初始化程式碼或者為 __all__
變數賦值。
第三方模組
-
easy_install 和 pip 都是用來下載安裝 Python 一個公共資源庫 PyPI 的相關資源包的,pip 是 easy_install 的改進版,提供更好的提示資訊,刪除 package 等功能。老版本的 python 中只有 easy_install,沒有pip。
-
easy_install 打包和釋出 Python 包,pip 是包管理。
easy_install 的用法:
easy_install 包名
easy_install "包名 == 包的版本號"
easy_install -U "包名 >= 包的版本號"
-
安裝一個包
-
升級一個包
pip 的用法:
pip install 包名
pip install 包名 == 包的版本號
pip install —upgrade 包名 >= 包的版本號
pip uninstall 包名
pip list
-
安裝一個包
-
升級一個包 (如果不提供version號,升級到最新版本)
-
刪除一個包
-
已安裝包列表
面向物件
類與物件是面向物件程式設計的兩個主要方面。一個類(Class)能夠建立一種新的型別(Type),其中物件(Object)就是類的例項(Instance)。可以這樣來類比:你可以擁有型別 int
的變數,也就是說儲存整數的變數是 int
類的例項(物件)。
-
類(Class):用來描述具有相同的屬性和方法的物件的集合。它定義了該集合中每個物件所共有的屬性和方法。物件是類的例項。
-
方法:類中定義的函式。
-
類變數:類變數在整個例項化的物件中是公用的。類變數定義在類中且在函式體之外。類變數通常不作為例項變數使用。
-
資料成員:類變數或者例項變數用於處理類及其例項物件的相關的資料。
-
方法重寫:如果從父類繼承的方法不能滿足子類的需求,可以對其進行改寫,這個過程叫方法的覆蓋(override),也稱為方法的重寫。
-
例項變數:定義在方法中的變數,只作用於當前例項的類。
-
繼承:即一個派生類(derived class)繼承基類(base class)的欄位和方法。繼承也允許把一個派生類的物件作為一個基類物件對待。例如,有這樣一個設計:一個Dog型別的物件派生自Animal類,這是模擬”是一個(is-a)”關係(例圖,Dog是一個Animal)。
-
例項化:建立一個類的例項,類的具體物件。
-
物件:通過類定義的資料結構例項。物件包括兩個資料成員(類變數和例項變數)和方法。
Python 中的類提供了面向物件程式設計的所有基本功能:類的繼承機制允許多個基類,派生類可以覆蓋基類中的任何方法,方法中可以呼叫基類中的同名方法。
物件可以包含任意數量和型別的資料。
self
self
表示的是當前例項,代表當前物件的地址。類由 self.__class__
表示。
self
不是關鍵字,其他名稱也可以替代,但 self
是個通用的標準名稱。
類
類由 class
關鍵字來建立。 類例項化後,可以使用其屬性,實際上,建立一個類之後,可以通過類名訪問其屬性。
物件方法
方法由 def
關鍵字定義,與函式不同的是,方法必須包含引數 self
, 且為第一個引數,self
代表的是本類的例項。
類方法
裝飾器 @classmethod
可以將方法標識為類方法。類方法的第一個引數必須為 cls
,而不再是 self
。
靜態方法
裝飾器 @staticmethod
可以將方法標識為靜態方法。靜態方法的第一個引數不再指定,也就不需要 self
或 cls
。
__init__ 方法
__init__
方法即構造方法,會在類的物件被例項化時先執行,可以將初始化的操作放置到該方法中。
如果重寫了 __init__
,例項化子類就不會呼叫父類已經定義的 __init__
。
變數
類變數
(Class Variable)是共享的(Shared)——它們可以被屬於該類的所有例項訪問。該類變數只擁有一個副本,當任何一個物件對類變數作出改變時,發生的變動將在其它所有例項中都會得到體現。
物件變數
(Object variable)由類的每一個獨立的物件或例項所擁有。在這種情況下,每個物件都擁有屬於它自己的欄位的副本,也就是說,它們不會被共享,也不會以任何方式與其它不同例項中的相同名稱的欄位產生關聯。
在 Python 中,變數名類似 __xxx__
的,也就是以雙下劃線開頭,並且以雙下劃線結尾的,是特殊變數,特殊變數是可以直接訪問的,不是 private 變數,所以,不能用 __name__
、__score__
這樣的變數名。
訪問控制
-
私有屬性
__private_attr
:兩個下劃線開頭,宣告該屬性為私有,不能在類地外部被使用或直接訪問。 -
私有方法
__private_method
:兩個下劃線開頭,宣告該方法為私有方法,只能在類的內部呼叫,不能在類地外部呼叫。
我們還認為約定,一個下劃線開頭的屬性或方法為受保護
的。比如,_protected_attr
、_protected_method
。
繼承
類可以繼承,並且支援繼承多個父類。在定義類時,類名後的括號中指定要繼承的父類,多個父類之間用逗號分隔。
子類的例項可以完全訪問所繼承所有父類的非私有屬性和方法。
若是父類中有相同的方法名,而在子類使用時未指定,Python 從左至右搜尋,即方法在子類中未找到時,從左到右查詢父類中是否包含方法。
方法重寫
子類的方法可以重寫父類的方法。重寫的方法引數不強制要求保持一致,不過合理的設計都應該保持一致。
super()
函式可以呼叫父類的一個方法,以多繼承問題。
類的專有方法:
-
__init__
: 建構函式,在生成物件時呼叫 -
__del__
: 解構函式,釋放物件時使用 -
__repr__
: 列印,轉換 -
__setitem__
: 按照索引賦值 -
__getitem__
: 按照索引獲取值 -
__len__
: 獲得長度 -
__cmp__
: 比較運算 -
__call__
: 函式呼叫 -
__add__
: 加運算 -
__sub__
: 減運算 -
__mul__
: 乘運算 -
__div__
: 除運算 -
__mod__
: 求餘運算 -
__pow__
: 乘方
類的專有方法也支援過載。
例項
class Person:
"""人員資訊"""
# 姓名(共有屬性)
name = ''
# 年齡(共有屬性)
age = 0
def __init__(self, name='', age=0):
self.name = name
self.age = age
# 過載專有方法: __str__
def __str__(self):
return "這裡過載了 __str__ 專有方法, " + str({'name': self.name, 'age': self.age})
def set_age(self, age):
self.age = age
class Account:
"""賬戶資訊"""
# 賬戶餘額(私有屬性)
__balance = 0
# 所有賬戶總額
__total_balance = 0
# 獲取賬戶餘額
# self 必須是方法的第一個引數
def balance(self):
return self.__balance
# 增加賬戶餘額
def balance_add(self, cost):
# self 訪問的是本例項
self.__balance += cost
# self.__class__ 可以訪問類
self.__class__.__total_balance += cost
# 類方法(用 @classmethod 標識,第一個引數為 cls)
@classmethod
def total_balance(cls):
return cls.__total_balance
# 靜態方法(用 @staticmethod 標識,不需要類引數或例項引數)
@staticmethod
def exchange(a, b):
return b, a
class Teacher(Person, Account):
"""教師"""
# 班級名稱
_class_name = ''
def __init__(self, name):
# 第一種過載父類__init__()構造方法
# super(子類,self).__init__(引數1,引數2,....)
super(Teacher, self).__init__(name)
def get_info(self):
# 以字典的形式返回個人資訊
return {
'name': self.name, # 此處訪問的是父類Person的屬性值
'age': self.age,
'class_name': self._class_name,
'balance': self.balance(), # 此處呼叫的是子類過載過的方法
}
# 方法過載
def balance(self):
# Account.__balance 為私有屬性,子類無法訪問,所以父類提供方法進行訪問
return Account.balance(self) * 1.1
class Student(Person, Account):
"""學生"""
_teacher_name = ''
def __init__(self, name, age=18):
# 第二種過載父類__init__()構造方法
# 父類名稱.__init__(self,引數1,引數2,...)
Person.__init__(self, name, age)
def get_info(self):
# 以字典的形式返回個人資訊
return {
'name': self.name, # 此處訪問的是父類Person的屬性值
'age': self.age,
'teacher_name': self._teacher_name,
'balance': self.balance(),
}
# 教師 John
john = Teacher('John')
john.balance_add(20)
john.set_age(36) # 子類的例項可以直接呼叫父類的方法
print("John's info:", john.get_info())
# 學生 Mary
mary = Student('Mary', 18)
mary.balance_add(18)
print("Mary's info:", mary.get_info())
# 學生 Fake
fake = Student('Fake')
fake.balance_add(30)
print("Fake's info", fake.get_info())
# 三種不同的方式呼叫靜態方法
print("john.exchange('a', 'b'):", john.exchange('a', 'b'))
print('Teacher.exchange(1, 2)', Teacher.exchange(1, 2))
print('Account.exchange(10, 20):', Account.exchange(10, 20))
# 類方法、類屬性
print('Account.total_balance():', Account.total_balance())
print('Teacher.total_balance():', Teacher.total_balance())
print('Student.total_balance():', Student.total_balance())
# 過載專有方法
print(fake)
輸出:
John's info: {'name': 'John', 'age': 36, 'class_name': '', 'balance': 22.0}
Mary's info: {'name': 'Mary', 'age': 18, 'teacher_name': '', 'balance': 18}
Fake's info {'name': 'Fake', 'age': 18, 'teacher_name': '', 'balance': 30}
john.exchange('a', 'b'): ('b', 'a')
Teacher.exchange(1, 2) (2, 1)
Account.exchange(10, 20): (20, 10)
Account.total_balance(): 0
Teacher.total_balance(): 20
Student.total_balance(): 48
這裡過載了 __str__ 專有方法, {'name': 'Fake', 'age': 18}
錯誤和異常
語法錯誤
SyntaxError 類表示語法錯誤,當直譯器發現程式碼無法通過語法檢查時會觸發的錯誤。語法錯誤是無法用 try...except...
捕獲的。
>>> print:
File "<stdin&